在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。4～20mA电流环有两种类型：二线制和三线制。当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。二线系统是XTR和传感器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4～20mA的电流环向远端的XTR供电，通过4～20mA来反映信号的大小。

    4～20mA产品的典型应用是传感和测量应用。在工业现场有许多种类的传感器可以被转换成4～20mA的电流信号，TI拥有一些很方便的用于RTD和电桥的变送器芯片。由于TI的变送器芯片含有通用的功能电路比如电压激励源、电流激励流、稳压电路、仪表放大器等，所以可以很方便地把许多传感器的信号转化为4～20mA的信号。电桥传感器的大多数应用是用于测量压力。在一个实际电路中，如果惠斯登电桥每条臂上的电阻为2k ，那么无论从激励电压端或差分输出端看进去，它的等效电阻都是2k 。在没有压力的时候，它的电桥是平衡的，输出电压为0。当施加压力时，由于电桥失衡，会产生一个差分电压，差分电压便会反映这个压力的大小。满度和色调是压力传感器的两个主要技术指标，现实世界里使用着的传感器都存在着一定的非线性，它的输出电压会随着温度的变化而变化。输出电压随温度的变化不是线性的，满度和色调都具有这种性质。4～20mA的传感器信号调理解决方案4～20mA电流环在结构上由两部分即变送器和接收器组成，变送器一般位于现场端、传感器端或模块端，而接收器一般在PLC和计算机端，它一般在控制器内。二线制4～20mA电路应用，其工作电源和信号共用一根导线，工作电源由接收端提供。为了避免50/60Hz的工频干扰，采用电流来传输信号。二线制方案需要考虑的主要问题：确定所用接收器的数量，当有多个接收器时，它将要求变送器拥有一个较低的工作电源电压。另外一种考虑是降低回路电流在接收端的压降。

    二线制方案设计需要考虑：

    （1）电路环中的接收器的数量：更多的接收器将要求变送器有较低的工作电压；

    （2）变送器所必需的工作电压要有一定的余量；

    （3）决定传感器的激励方法是电压还是电流。为TI提供的带有电压调节和参考电路的二线制方案。XTR115/116是用于4～20mA信号的精密的信号转换器，它包含有5V电压的稳压电路，可以向外部电路供电。一个精密的片上基准电压可以用于电压偏置或者传感器的激励。三线制4～20mA电路在设计上是由变送器端提供工作电源，为避免50/60Hz的工频干扰，采用电流来传输信号。XTR调节器和现场的负载共用一个地接。

    方案设计需要考虑：

    （1）电流环路中的接收器的数量；

    （2）更多的接收器要求变送器拥有更高的工作电压；

    （3）保证变送器所必需的工作电压，并应该有一定的余量。TI提供的三线制的变送器应用方案如图3所示，图中XTR110是一个用于模拟信号传送的精密的电压-电流转换器，它可以将0～5V或0～10V的输入电压直接转换到4～20mA、0～20mA、5～25mA的输出信号。XTR110含有精密的电阻网络，以适应不同的输入输出要求。一个10V的电压参考可以用于驱动外部。

    4-20MA值编码器工作电压:10…30Vdc 极性保护消耗电流: < 50mA（24Vdc）< 90mA（12Vdc）输出信号: 4~20mA信号输出 可设定长度、角度、速度应用输出 线性分辨度:1/4096FS连续圈数:4096圈重复精度:    重复性±2BIT（实际精度与安装精度、轴同心度有关）信号调整:可4mA输出微调，20 mA输出微调；可方向设置，可预设位置，外 部置位（例如：外部置零）。工作温度:-25～80℃ 编程时温度范围：0℃～70℃防护等级:外壳IP67,转轴IP65振动冲击:20g，10～2000Hz；100g，6ms允许转速:2400转/分 连接电缆:1米8芯屏蔽电缆径向侧出（线缆可加长；可插针形式输出；其余形式可订货）外形特征: 金属外壳，密封双轴承结构。

    BEN系列BE420SM58N-011多圈4-20ma值编码器，高工业等级值数字码盘，内置信号转换,4~20m模拟电流,方便连接各设备智能软件设定，多用途、多功能，直接对应单圈角度,转动平移速度测量。4mA 对应值、20mA对应值任意设定及微调；方向设定；外部置位,线设定预设位置，安装方便，无需找零。内部值码盘，全数字化计值，信号无温度、机械影响,信号干扰零点飘移极小，